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在仲裁过程中，所有节点同时监视总线信号。. A! F! U! ~. b+ C: b- p
+ K; v& S: t# e2 }( R" F9 U8 P: Z当一个节点在发送过程中检测到总线上的信号与自己发送的不同（自身发送“1”却检测到“0”），它会立即退出仲裁，转为监听状态。
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& \ ^. Y. D4 x& B( q8 P% s最终，优先级最高的节点赢得仲裁，成功发送数据。0 ^! r7 Y/ Y4 V/ a
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这种机制保障了总线的高效利用，但也带来了低优先级帧可能长期无法发送的风险。, S2 f, x" b; y" _8 i
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在极端情况下，如果高优先级帧的发送间隔小于或等于低优先级帧的发送间隔，低优先级帧会持续在仲裁中失败。这种情况称为“总线饥饿”或“优先级反转”问题。* o) t. Y. B" u" H& r
8 {) t) w7 X0 ~. }例如：高优先级帧每5ms发送一次。低优先级帧每10ms发送一次。
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, |6 ^: q" `* _0 |如果两个帧同时到达发送队列，高优先级帧将总是赢得仲裁，导致低优先级帧可能永远无法发送。9 V3 _9 i1 W7 q: \) D$ [( }
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CAN协议本身并未直接解决优先级反转问题，因此需要通过系统设计和应用层协议来确保低优先级帧的发送。
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但可以通过以下措施解决：
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时间触发通信调度（TTC）
5 g+ W! x, S8 C9 n0 @. ~时间触发通信调度通过预定义的时间表，确保各个节点在特定的时间段内发送帧。如下：
8 u3 }) w9 [8 a( u$ m2 V) ]周期性帧调度：定义不同优先级帧的发送周期，确保每帧都有机会发送。例如，可以在5ms内分配若干时间窗口给高优先级和低优先级帧。发送时间偏移：在节点内引入发送时间偏移，使得高优先级帧和低优先级帧发送时不会总是同时触发仲裁。* ]( ]* [6 T7 C0 r. S' R
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2 a& f- O+ b3 F0 n7 l软件死锁检测与重传机制9 R" P! O. y( H# { `
节点内部的软件可以检测低优先级帧长时间未成功发送的情况：如果检测到帧长期饥饿，可以通过人工增加重发频率或强制暂停高优先级帧的发送，给低优先级帧留出发送机会。9 ?: }6 Z8 X7 p9 g
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. }8 U1 N7 C6 F动态优先级调整
1 B% v$ F3 R* I某些应用层协议（如CANopen或J1939）允许动态调整帧的优先级。例如：在低优先级帧因饥饿而长期无法发送时，可以暂时调高其优先级。一旦发送成功，恢复其正常优先级。
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, k! Z" J8 U3 W& L- [CAN FD的应用
t) Q. |/ C! ^" Q- |! b- Q4 _' e% ^4 a对于数据量较大的应用，可以考虑CAN FD（Flexible Data-rate）：通过较大的数据负载能力减少帧数量，从而降低仲裁冲突概率。结合时间触发模式进一步优化调度。5 y0 S* E# W1 J4 J- d3 L7 c
0 b* n. ], Y) K* Y' Q, l5- J6 m$ M7 P$ v: }; l* ]2 H. M
帧合并技术& I& }$ K6 a( e* ~8 j1 y
在应用层中，可以将多个低优先级数据帧合并为一个帧，减少仲裁失败的次数。% l+ d& }3 ]/ W: O
. e& i/ Y% X8 i. G* {8 T! r通过协议层和应用层结合设计，低优先级帧可以被可靠地发送出去，保证系统的整体性能和稳定性。8 H6 m* v/ P7 A; R" {
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